muldvarp er enheten som brukes til å uttrykke mengden materie. En føflekk er omtrent 6,022 x 1023 partikler. Det er en av de grunnleggende størrelsene i International System of Units (SI).
Begrepet mol kommer fra det latinske ordet føflekker, som betyr "en masse", og ble introdusert av den tyske kjemikeren Wilhelm Ostwald.
Ethvert stoff kan måles i mol. Vi kan bruke føflekken til å referere til noe mikroskopisk, som molekyler, eller noe makroskopisk, som frø.
For eksempel er 1 mol vann lik 6,022 x 1023 vannmolekyler. På samme måte er 1 mol frø lik 6,022 x 1023 frø. Merk at antallet elementer i en føflekk er det samme uavhengig av enheten som analyseres.
Å bruke føflekker i kjemiske beregninger er spesielt viktig for å kvantifisere kjemiske arter, som atomer, ioner og molekyler, involvert i en kjemisk reaksjon. I tillegg er det mulig å lage et forhold mellom en atomskala og en annen skala som kan måles.
Mol og Avogadros konstant
Referanseverdien som brukes for å standardisere mengden av én mol er massen av 12g karbon-12.
Karbon-12 består av 6 protoner, 6 nøytroner og 6 elektroner. Det er den mest tallrike og stabile isotopen av grunnstoffet karbon.
Den italienske forskeren Amedeo Avogadro (1776-1856) foreslo at like store mengder gasser inneholder samme antall molekyler under samme temperatur- og trykkforhold.
For å være en pioner i studiet av forholdet mellom masse i gram og atommasse, når tallet som danner sammenhengen mellom disse ble oppdaget på 1900-tallet, ble størrelsen på en føflekk definert, til ære for forskeren, som konstanten av Avogadro. Derfor:
1 mol = 6,02214179 × 1023 partikler
Mol og masseberegninger
DE atommasse av de kjemiske grunnstoffene finnes i det periodiske system. For eksempel er atommassen til et atom av natrium (Na) 23 g.
Så 1 mol natrium = 23 g = 6,022 x 1023 natrium atomer.
Merk at mol, masse og Avogadros konstant er relatert. Hvis vi kjenner minst én av disse verdiene, kan vi bestemme de andre ved å bruke en enkel treregel, som i de følgende eksemplene.
1. Hva er massen i 2,5 mol natrium (Na)?
1 mol 23 g Na
2,5 mol x
x = 23. 2,5
x = 57,5 g Na
2. Hvor mange mol er det i 30 g natrium (Na)?
1 mol 23 g Na
x 30 g Na
x = 30/23
x ≈ 1,3 mol Na
3. Hvor mye materie er det i 50 g natrium (Na)?
23 g 6,022 x 1023
50 g x
x = 50. 6,022 x 1023/23
x = 13,09 x 1023 Na-atomer
Sjekk ut Periodiske tabell komplett og oppdatert.
Og molarmassen?
DE molar masse er massen i gram som finnes i 1 mol stoff og måleenheten er g/mol (gram per mol). Natrium har for eksempel 23 g/mol.
Den numeriske verdien av molmassen til et kjemisk stoff er ekvivalent med molekylmassen (MM), det vil si summen av atommassene til atomene som utgjør den.
Vi skal bruke vannmolekylet (H2O) som et eksempel og bestem massen til 1 mol av stoffet.
1. trinn: tell antall atomer av kjemiske elementer i formelen til stoffet.
Vann består av:
Oksygen (O): 1 atom
Hydrogen (H): 2 atomer
2. trinn: Se det periodiske systemet for grunnstoffenes atommasse.
Merk: for å lette forståelsen, vil vi bruke omtrentlige verdier her.
Oksygen (O): 16 u
Hydrogen (H): 1 u
3. trinn: multipliser massene til grunnstoffene med antall atomer i stoffet.
Oksygen (O): 1 x 16 u = 1 x 16 u
Hydrogen (H): 2 x 1 u = 2 u
4. trinn: Legg til atommassene og bestem molekylmassen.
MMVann: 16 u + 2 u = 18 u
Derfor er molekylmassen til vann 18 u og molmassen er 18 g/mol. Dette betyr at i en føflekk er det 6,022 x 1023 vannmolekyler, som tilsvarer 18 gram.
Derfor, for å bestemme antall mol, må vi vite massen og den kjemiske sammensetningen til stoffet.
La oss nå løse noen flere eksempler som relaterer mengdene mol, masse og mengde partikler.
1. Hva er massen i 3 mol vann (H2O)?
1 mol 18 g H2O
3 mol x
x = 18. 3
x = 54 g H2O
2. Hvor mange føflekker er det i 80 g vann (H2O)?
1 mol 18 g H2O
x 80 g H2O
x = 80/18
x ≈ 4,44 mol H2O
3. Hva er mengden stoff i 20 g vann (H2O)?
18 g 6,022 x 1023
20 g x
x = 20. 6022 x 1023/18
x = 6,69 x 1023 H molekyler2O
Lære mer om molekylmasse.
Forholdet mellom mol og molar volum
Ved STP, under normale forhold med temperatur (273 K) og trykk (1 am), opptar en gass et volum på 22,4 L. Denne verdien er molar volum av gasser.
Som Avogadro foreslo, er volumet okkupert av gasser, uavhengig av deres sammensetning, relatert til antall molekyler. Så selv om vi har to forskjellige gasser fanget i beholdere, hvis volumet er det samme, har de to kolbene samme mengde molekyler.
For gassene oksygen og hydrogen har vi for eksempel følgende forhold:
1 mol hydrogen (H2) = 22,4 L = 2 g = 6,022 x 1023 H molekyler2
1 mol oksygen (O2) = 22,4 L = 32 g = 6,022 x 1023 O molekyler2
Merk at 1 mol av ethvert stoff i gassform opptar et volum på 22,4 L, men massen vil være forskjellig fordi sammensetningen av gassene er forskjellige.
Lære mer om Avogadros lov.
